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不只是維修!飛機、汽車生產線是如何應用AR技術的?

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原標題:不只是維修!飛機、汽車生產線是如何應用AR技術的?

近年來,在大多數工業4.0和智能製造的規劃文件中,AR(增強現實)都是最熱門的技術之一,被屢次提起,幾乎沒有工業企業表示完全沒興趣對AR進行評估,並了解它將為自己的企業帶來哪些助益。但是在目前的大多數情況下,正在探討的AR應用場景都以某種方式和維修產生聯繫。這不是因為容易實施,而是AR能夠完全解決常見的維修問題,並且很容易想到該如何操作。

德國學術界和產業界認為,「工業4.0」概念即是以智能製造為主導的第四次工業革命,或革命性的生產方法。主要有兩大主題,一是「智能工廠」,二是「智能生產」,主要涉及整個企業的生產物流管理、人機互動以及3D、AR等新技術在工業生產過程中的應用等。

不只是維修!飛機、汽車生產線是如何應用AR技術的?

基於與工業企業的合作基礎,我們著重關注了生產線上的AR,了解對於在產線上進行實時作業的技術人員來說,AR能對他的日常作業產生什麼幫助。主要參考和維修無關的幾個指標:關鍵性能指標(KPI)可視化,標準操作指令、人機交互方式,和可追溯性等。經過測試,我們發現了一些有趣的規律:

不只是維修!飛機、汽車生產線是如何應用AR技術的?

「工業4.0」中的AR

1、AR的關鍵特性作用「信息可視化」

在「工業4.0」中,產品在完整的供應鏈和生產周期中始終保有自身信息,除產品特性之外,還集成了信息存儲、感測、無線通訊、自我檢測等功能。

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圖片信息來自Industry 4.0

而AR的特色價值在於信息呈現給用戶的方式,它疊加在「現實」之上,信息、按鈕、圖形被「標定」到與之相關的真實物體對象上,讓產品這一載體做到信息可視化呈現。在應用中,藉助AR,可以使用閥門圖標和立體標籤來說明閥門的狀態,便於生產線上的操作人員直觀地獲知信息。但如果只是把關於閥門的平面信息表疊加在有價值的實時圖像上,通過更複雜的方式,與工具和對應物體建立關聯,這對於產線作業人員來說,不僅減弱了信息價值還增加了操作難度。

2、操作指令標準化

在汽車發動機等器械設備的產線上,AR可以通過3D識別技術識別需要擰下的螺絲,並在真實物理組件上疊加3D模型指令,指導需要操作的按鈕應該向左還是向右旋轉;在組裝過程中用動態視頻做說明(低能見度條件下全景視頻增強顯示等AR技術手段已經做了可操作性支持),對缺乏經驗的操作人員來說,可以節省大量的時間並降低錯誤發生率。在類似的場景中,AR都能發揮標準化、創新型的作用。

在波音公司的飛機生產線上,作業人員使用AR眼鏡完成客機機身內部錯綜複雜線束的組裝,而不是依照手中的飛機內部結構指令手冊或參照PDF圖一步步完成線束的組裝和連接,數據統計,這一舉措使波音工人組裝線束的錯誤率降低50%,時間縮短了25%。

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波音工人按照AR眼鏡的提示進行布線

3、AR與工業4.0的交互

工業4.0下,生產線上的作業人員與器械設備之間的交互是多模式融合的,傳統的手、腳之外,聲音、眼球、面部表情等都能成為信息傳輸途徑,與器械互動。不得不說,這更貼近人本能的自然交互,身體所有的動態和變化都將產生有效信息,多模式融合的交互無疑也將提高作業效率。

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工業4.0下的多模態交互

AR的智能終端天生的「解放雙手」,幫助作業人員在正常的操作場景中用不同的方式完成指導、檢測、信息存儲、遠程協作,與IOT互聯等操作,這其中手的動作只是諸多交互方式之一。可見,AR是改變用戶與機器和生產線交互的方式的好機會。

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AR智能眼鏡的交互方式

4、柔性化生產

在製造業生產產品的過程中,個性化需求日益增強、產品更新換代快、生命周期縮短的問題顯而易見。傳統剛性生產線的升級與改造一方面耗時耗力,另一方面生產線的更新速度遠落後於產品更新的速度,不能復用高昂設備成為製造產業最大的成本之一,從而使柔性化生產成為企業的首要考慮。

SAP與中科院瀋陽自動化研究所(簡稱沈自所)聯合開發的首條工業4.0示範生產線,以個性化定製汽車模型為例,用戶可以直接在網路渠道DIY(如選顏色和車型)並下單,訂單信息傳送到ERP、MES生產製造執行系統、PLC生產控制系統以及HANA大數據處理平台等整個信息鏈條。需要特別注意的是,從產品下訂單、生產規劃再到物料準備、生產線調整,整個製造全過程在虛擬的信息空間中重構,消費者、工廠的管理人員和工程師都能作為監控方。在這個過程中,不難發現AR的價值空間。在AR幾乎的幫助下,消費者可以隨時隨地挑選車輛,並在線上觀看整個「AR生產線」,對管理人員和工程師來說,還能做到實時巡檢和調控。

不只是維修!飛機、汽車生產線是如何應用AR技術的?

5、嚴謹評估、協同配合

AR在工業製造領域有巨大的潛力,不僅僅是維修。但它不並不是全方位的解決方案,要知道,AR本身的優勢不在於創建信息,而是以不同的方式呈現、整合、優化信息和數據。在「工業4.0」時代,AR是一個新夥伴,但還需要和其它「夥伴」如機器人、人工智慧、3D列印、雲計算、大數據等等一起實現「智能生產」。工業企業在選擇AR時候,需要和AR解決方案提供商深度合作,共同進行嚴謹的方案評估,而在當下,這並不容易。

縱然AR的工業化應用,還有不少問題,但我們應該相信「AR+工業」是一個有巨大價值的方向,並且正在高速發展,要知道在一年前,不少AR演示還都是在PPT中,而現在已經有了不少基於智能手機、平板、AR眼鏡的工業AR應用。這個過程並不需要多少時間,「工業4.0」正在緊緊擁抱AR。

關於來源:

本文內容來源於國內AR公司亮風台,亮風台是一家專註於AR(增強現實)核心技術和行業服務的人工智慧公司,正在和合作夥伴深入探討AR和「工業4.0」、智能製造的融合。

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